Lista3_Fisica3_JoaoPauloMeloEmidio_Temperatura e Escalas Termométricas

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CURSO: ENGENHARIA ELÉTRICA 
DISCIPLINA: FÍSICA III 
PROFESSOR: RENATO MÁXIMO COUTINHO 
 
 
 
 
 
 
“Temperatura e Escalas Termométricas: Celsius, Fahrenheit e 
Kelvin ” 
 
 
 
 
 
 
 
№ da lista: Terceiro roteiro de estudos de Física III 
Aluno (a): João Paulo Melo Emidio 
R.A.: 1093471 Turma: 11P Período: 5° 
Data de entrega: 06/11/2020 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 UBERLÂNDIA – MG - 2020/11 
CAMPUS UBERLÂNDIA 
 
 
1 
 
 
Universidade de Uberaba – UNIUBE – Campus Uberlândia 
 
 
 
 
 
 
Componente: Física Geral e Experimental 3 
Docente: Professor Renato Máximo Coutinho 
 
 
 
 
Lista 3 
 Temperatura e Escalas Termométricas: Celsius, Fahrenheit e Kelvin 
 
 
 
Monitoria do Professor – [ Sala MA 113] 
Segundas-feiras: 18:00hs – 19:00hs 
Terças-feiras: 18:00hs – 19:00hs 
Quartas-feiras: 18:00hs – 19:00hs 
Quintas-feiras: 18:00hs – 19:00hs 
Sextas-feiras: 18:00hs – 19:00hs 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Exercício 1 
Marque a alternativa correta: 
Se dois corpos estiverem em equilíbrio térmico com um terceiro, conclui-se que: 
 
a) Os três se encontram em repouso. 
b) Os dois corpos estão em equilíbrio térmico entre si. 
c) A diferença entre as temperaturas dos corpos é diferente de zero. 
d) A temperatura do terceiro corpo aumenta. 
 
Gabarito: Letra b – Lei Zero da Termodinâmica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Exercício 2 
Você deve se preocupar caso o seu médico lhe disser que a sua temperatura é de 310 K 
? Explique sua resposta: 
Gabarito: Não, pois fazendo a conversão de temperatura para a escala Celsius, 
encontra-se o valor de 37ºC, ou seja, um estado não febril. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Exercício 3 
Pode-se destacar duas temperaturas extremas registradas nos USA no século XX: 
 
 134 ºF na Califórnia, em 1913, 
 
 – 80 ºF no Alasca, em 1971. 
 
 
Exprima estas duas temperaturas nas escalas Celsius. 
 
Gabarito: Temos: TC = 56,67 ºC para o primeiro dado, e TC = - 62,22 ºC para o 
segundo dado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Exercício 4 
Uma escala termométrica X relaciona-se com a escala Celsius através do gráfico 
apresentado abaixo. 
 
 
Pede-se: 
a) Estabeleça a fórmula de conversão entre as unidades, ou seja, entre a escala 
genérica X e a escala Celsius; 
 
b) Determine a temperatura registrada por um termômetro graduado na escala X 
quando a temperatura for 50 ºC; 
 
c) Determine que temperatura registra um termômetro graduado na escala Celsius 
para um sistema em que o termômetro graduado na escala X registra 10 ºX; 
 
d) Há uma temperatura em que os dois termômetros ( graduados na escala X e na 
escala Celsius, respectivamente ) registram valores que coincidem 
numericamente. Qual é essa temperatura ? 
 
Gabarito: 
 
a) TX = 0,25 TC +15 
b) TX = 27,5 ºX 
c) TC = - 20 ºC 
d) TX = 20 ºX ou TC = 20 ºC 
 
 
 
 
 
 
 
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Exercício 5 
Em um termômetro de mercúrio, a coluna líquida apresenta 0,4 cm quando em presença 
de gelo em fusão ( 0ºC ) e 20,4 cm em presença de vapores de água em ebulição ( 100ºC 
). 
Pede-se: 
 
a) Faça um desenho relacionando a escala Celsius com a altura ( h ) da coluna 
líquida de mercúrio. 
 
Observação: Fique atento às unidades. 
 
b) Escreva a fórmula de conversão entre a escala Celsius e a altura ( h ) da coluna 
líquida de mercúrio. 
 
Gabarito: Tc = 5.h – 2 
 
c) Calcule a temperatura da água de um recipiente, em contato com o termômetro, 
que apresenta uma coluna líquida de altura 8,4 cm. 
 
Gabarito: Tc = 40 ºC 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Exercício 6 
Em um termômetro de gás, a volume constante, a grandeza termométrica é a pressão 
que o gás exerce. Um termômetro nessas condições indica uma pressão de 5 mmHg 
quando em equilíbrio com o ponto de gelo e uma pressão de 7 mmHg no equilíbrio 
térmico com o ponto de vapor. 
Pede-se: 
a) Faça um desenho relacionando a escala Fahrenheit com a pressão ( p ) do gás. 
 
Observação 1: Fique atento às unidades e aos pontos fixos da escala 
Fahrenheit. 
 
Observação 2: É o momento de relembrar os pontos fixos ( Gelo e Vapor ) 
das escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin. 
 
b) Escreva a fórmula de conversão entre a escala Fahrenheit e a pressão ( p ) do 
gás. 
 
Gabarito: TF = 90.p – 418 
 
c) Determine a temperatura de um forno ( ºF ), sabendo que a pressão de equilíbrio 
térmico é de 9,5 mmHg. 
 
Gabarito: TF = 437 ºF 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Exercício 7 
Comparando-se a escala E ( ºE ) de um termômetro com a escala Celsius ( ºC ), obteve o 
seguinte gráfico de correspondência entre as medidas. 
 
 
Pede-se: 
 
a) Faça um desenho relacionando a escala E com a escala C. 
 
Observação: Fique atento às unidades. 
 
b) Escreva a fórmula de conversão entre a escala E e a escala C. 
 
Gabarito: TC = 0,5.TE + 5 
 
c) Determine TE quando TC = 90ºC. 
 
Gabarito: TE = 170 ºE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Exercício 8 
A conversão de temperaturas, entre uma escala X ( º X ) e a escala Celsius ( ºC ) está 
representada no gráfico abaixo. 
 
 
 
Determine: 
 
Existe uma temperatura que é representada pelo mesmo valor nas duas escalas. 
Encontre o valor dessa temperatura. 
Gabarito: Relembre os passos para a solução, ou seja: Desenho e fórmula de 
conversão para depois impor a condição TX = TC . 
TX = 60 ºX ou TC = 60 ºC 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Exercício 9 
Um termistor é um dispositivo de estado sólido cuja resistência varia significativamente 
com a temperatura, conforme a expressão: 
 
R = R0𝑒
B
T 
Onde R é expresso em Ohms ( Ω ), T em kelvin ( K ) e, R0 e B duas constantes. Estas 
duas constantes são determinadas pela medida de R em dois pontos de calibração, por 
exemplo, no ponto de gelo ( TG ) e no ponto de vapor ( TV ). 
 
a) Se R = 7360 Ω no ponto de gelo e 153 Ω no ponto de vapor, calcule R0 e B. 
 
Sugestão: 
 
1º Passo: Insira o par de valores na equação do termistor [ R = 7360 Ω ; 
T = 273 K ] e [ R = 153 Ω ; T = 373 K ]. 
 
2º Passo: Resolva o sistema de equações e encontre as constantes B e R0. 
Para um melhor ajuste de cálculo, fixe a calculadora em cinco casas 
decimais. 
 
Gabarito: B = 3.952,42591 K e R0 = 0,00380 Ω 
 
b) Qual é a resistência deste termistor em uma temperatura de 37ºC ? 
 
Gabarito: R = 1.308,98432 Ω 
 
c) Qual é a taxa de variação da resistência do termistor com a temperatura ( 
dR
dT
 ) 
? 
 
Gabarito: 
dR
dT
= − (
R0B
T2
) 𝑒
B
T ( 
Ω
K
 ) 
 
 
d) Determine a taxa de variação da resistência do termistor no ponto de gelo. 
 
Gabarito: 
(
dR
dT
)
Gelo
= −390,77698 ( 
Ω
K
 ) 
 
 
 
 
11 
 
e) Determine a taxa de variação da resistência do termistor no ponto de vapor. 
 
Gabarito: 
 
(
dR
dT
)
Vapor
= −4,39862 ( 
Ω
K
 )